长安大学结构设计原理-1997(1).doc

1997年长安大学硕士学位研究生入学考试结构设计原理试题 1、 钢筋混凝土受弯构件指的是哪两种构件？它们在构造形式上（包括外形和配筋）有何不同，在桥梁工程中常用于哪些部位？(10分)答：钢筋混凝土受弯构件指的是梁和板两种构件。在外形上，板结构一般采用整体式板、装配式实心板和装配式空心板；梁结构则多采用矩形截面（高宽比一般可取2.02.5）和T型截面和箱型截面等，形式多样。配筋方面板结构主要为受力钢筋（部分要求弯起）和分布钢筋；梁结构配筋种类较多，主要有受拉钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立钢筋和水平纵向钢筋，另外二者在钢筋间距和保护层厚度要求不尽相同。在工程中，板结构多用作跨径较小的桥面板，现浇或预制的人行道板和梁格系中的桥面板。梁结构则多用于跨径较大的桥梁中，框架式结构承重构件、传力构件中。2、 简述钢筋混凝土适筋梁的工作阶段及相应于各阶段的正截面应力和应变的变化规律？（10分）(97、2003年B)答：第阶段（整体工作阶段）：混凝土未开裂，全截面参与工作，结构刚度最大，应力与应变成正比。第阶段末（开裂前）混凝土的受压区基本上仍是三角形分布。受拉区的应力图形开始呈现曲线形。第阶段（带裂缝工作阶段）：受拉混凝土退出工作，结构刚度下降，拉应力由受拉区钢筋承担。钢筋的拉应力随荷载的增加而增加，混凝土的压应力不再式三角形分布，而形成微曲的曲线形，中和轴位置向上升高。第阶段末（钢筋屈服）：钢筋达到屈服，不再增长。第阶段（破坏阶段）：钢筋应力不变，拉应变增加很快，裂缝尖端迅速上升，受压区高度减小。混凝土压应力不断增大，呈较高的塑性特征。第阶段末：混凝土压应力达到极限，水平裂缝出现，梁截面破坏。3、 试绘出双筋矩形截面（钢筋混凝土）梁正截面强度计算图式，并写出其基本公式和应满足的条件？(10分)答：本题可在教材上找到完全答案。步骤：画出计算图示，写出公式，写出三个条件。4、 普通箍筋柱与钢筋混凝土梁中都设有箍筋，两者的箍筋在设计上和作用上有何不同之处？(10分)（2002年第四题）答：普通箍筋柱中，箍筋的主要作用是防止纵向钢筋局部压屈。箍筋直径一般不小于6mm，必须作成封闭式。箍筋间距应小于纵向受力筋的15倍或构件截面的较小尺寸，并不大于400mm。 钢筋混凝土梁中，箍筋主要帮助混凝土抗剪。形式上有双肢开口式和双肢、四肢闭口式。箍筋直径一般不小于6mm或主筋直径的1/4。箍筋的间距不大于梁高的3/4和500mm，对于薄壁受弯构件及高度小于300mm的不应超过200mm，梁高大于4m的不应大于梁高的1/10。支承截面处，支座中心两侧各相当梁高1/2的长度范围内箍筋间距不大于100mm，直径不小于8mm。5、 你认为处理好结构构造问题和处理好结构计算问题哪个重要？为什么？(10分)答：两者都很重要，结构构造可以影响到结构的稳定性、耐久性、施工的方便与否、钢筋的耐腐蚀及其与混凝土的粘结，同时好的结构构造也可带来计算的简便；而结构计算则是验证结构构造的有效手段，保证结构体的安全性、耐久性。因此二者同等重要，相辅相成。6、 设计预应力混凝土结构时，为什么要进行预应力损失计算？预应力损失为何要分阶段组合？另请简要表达出先张法和后张法构件不同阶段各应考虑哪些损失？(10分)答：由于施工因素、材料性能和环境条件等的影响，出现预应力损失，使得预加应力逐渐减小，因此要进行预应力损失计算。预应力损失在各个受力阶段出现的项目不同，决定在计算中要分阶段组合。参考课本组合表。7、 何为预应力度（2004B、2003B、2003A）？根据预应力度可把预应力混凝土结构分为哪几类？简述各类预应力混凝土结构的受力特点？(2002年6题)(10分)答：预应力度为扣除全部预应力损失后的预加力在构件抗裂边缘产生的预加应力pc 与由作用（或荷载）短期效应组合产生的构件抗裂边缘的法向拉应力st的比值，用公式表示：=。对预应力混凝土受弯构件的预应力度，也可按消压弯矩Mo与作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩Ms之比计算。用公式表达: =。根据预应力度可把预应力混凝土结构分为：（1）全预应力混凝土结构，1，其受力特点为：沿预应力筋方向的正截面不出现拉应力，不出现裂缝，全截面受压。（2）部分预应力混凝土结构，01 ，其受力特点为：沿预应力筋方向正截面出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝。（3）钢筋混凝土结构，=0，其受力特点为：受拉区混凝土很快达到其极限拉应变，出现裂缝，拉力主要由钢筋承受，只至钢筋屈服，受压区混凝土最终压碎破坏。8、 某后张法预应力混凝土简支梁的跨中截面，其形状尺寸和配筋如图1所示。已知非预应力钢筋的Rg380Mpa，预应力筋的Ry1280MPa，混凝土标号为40号，Ra23MPa，jy0.4，试问该截面承受计算弯矩Mj311680KN.M是否安全？(10分)答：由式RgAgRyAyRabihi判断是否属于第一类T形截面，其中hi为平均翼缘厚度90mm。本题中截面属于第二类截面。求出受压区高度x，可由下式推出 RgAgRyAyRabxRa（bib）hi，x273.9mmMuRabx（ho）Ra（bib）hi（ho45）其中ho为预应力钢筋和普通钢筋的合力作用点距上边缘的距离判断结果Mj与Mu的关系。 9、 钢结构常用的连接方法有哪些？简述各连接方法的特点？（1997、2000、2001、2002）(10分)答：钢结构常用的连接方式有：焊接连接、铆钉连接、普通螺栓连接和高强螺栓连接。焊接连接不削弱截面，刚性好，构造简单，施工方便，可采用自动化操作，但有残余应力；铆钉连接费料费工，但塑韧性比较好，工作可靠；普通螺栓连接拆装方便，施工简单，一般用于临时结构；高强螺栓强度高，工作可靠，安装方便，用于永久性结构。10、 图2所示一混凝土立方体变长a20cm，紧密靠近刚性凹座的内壁，承受中心压力P40KN，当凹座内刚壁与混凝土立方体之间理想